2.2 Определение числа и размеров камер Распределительные и производственные холодильники

Число и размеры камер зависят от состава и емкости холодильника. В настоящее время распределительные холодильники емкостью до 5000 т включительно проектируют в основном с камерами, рассчитанными на хранение мороженых грузов (до 75%). Остальные камеры рассчитывают на возможность хранения охлажденных грузов летом и мороженых грузов зимой, т. е. проектируют как камеры с универсальным температурным режимом. Только в холодильниках емкостью более 5000 т предусматривают несколько камер хранения охлажденных грузов (до 20% от емкости холодильника), причем число их выбирают так, чтобы обеспечивалась возможность раздельного хранения неоднородных продуктов.

Емкость отдельных камер хранения распределительных холодильников зависит от многих факторов и должна определяться в каждом случае с учетом конкретных условий эксплуатации. Так, в зарубежной практике, где хранят преимущественно затаренные грузы в мелкой расфасовке, наметилась явная тенденция к увеличению емкости и сокращению числа камер хранения; там строят очень крупные одноэтажные холодильники с большой грузовой высотой и камерами емкостью 2000–5000 т. В условиях РФ в настоящее время оптимальной для крупных холодильников является емкость камер хранения мороженых грузов 500–600 т и охлажденных грузов – от 100 до 400 т. При определении числа камер необходимо учитывать возможность совместного хранения различных грузов.

Кроме камер хранения на распределительных холодильниках предусматривают камеры хранения охлажденного мяса на подвесных путях или в стоечных поддонах, морозильные камеры, накопитель – разгрузочную камеру, экспедиционные помещения. Отказ от вспомогательных помещений затрудняет осуществление складских операций на холодильнике.

Оптимальной считается ширина камер одноэтажных и многоэтажных холодильников 18–19,5 м. Ширина морозильных камер обычно около 6 м, длина 12– 13,5 м (максимальная длина 18 м); на распределительных холодильниках это камеры непроходные.

На холодильниках мясокомбинатов камеры хранения мороженого мяса должны быть больших размеров – емкостью 500–1000 т, а в отдельных случаях и больше. Число камер хранения охлажденного мяса 1–2. Число морозильных камер определяется потребной их емкостью и временем холодильной обработки. Оборачиваемость этих камер зависит как от времени, затрачиваемого непосредственно на процесс замораживания, так и от времени, необходимого для выполнения грузовых работ и подготовки камер к дальнейшей работе. Оборачиваемость морозильных камер при побудительной циркуляции воздуха и температуре в камере -30°С составляет 36 ч, а при температуре -35°С – 30 ч (время указано для говядины в полутушах).

Пропускная способность морозильных камер должна быть не менее 50% суточной производительности мясокомбината, причем каждую камеру рассчитывают на емкость не менее 80% сменной производительности. Камеры охлаждения принимают таких же размеров. Камеры как для замораживания, так и для охлаждения мяса выполняют проходными. Из морозильных камер выход обычно делают в разгрузочную камеру, а из камер охлаждения – непосредственно в камеры хранения, хотя не исключается вариант с разгрузочной камерой. Помещения для нагрузки и разгрузки камер охлаждения и замораживания принимают без расчета в процессе конструирования. В помещении для загрузки должно размещаться такое количество мяса, которого достаточно для загрузки одной морозильной камеры, поэтому площадь такого помещения обычно равна площади морозильной камеры. Помещение для разгрузки может быть меньших размеров, так как в нем уже проводят работы с мороженым мясом, которое сразу отправляют на хранение. В проектах холодильников при мясокомбинатах могут быть предусмотрены ч Другие камеры, необходимость в которых определяется технологией производства. В курсовых и дипломных проектах задание можно не усложнять.

При молочных заводах проектируют камеры хранения продукции, выпускаемой предприятием, с учетом кратковременного хранения – от 4 ч до одних суток. На маслодельных заводах, где продолжительность хранения масла достигает 15 сут, предусматривают камеру охлаждения масла. На сыродельных заводах должны быть помещения для созревания и хранения сыра и другие помещения, потребность в которых определяется технологией изготовления сыра. В настоящее время холодильники для длительного хранения вырабатываемой продукции непосредственно при предприятиях молочной промышленности обычно не предусматривают, хотя возможно включение холодильника в состав производственного комплекса. В таком холодильнике должны быть камеры для длительного хранения и обработки всех видов продукции, характерных для данного предприятия, включая низкотемпературные камеры.

Для хранения сыров проектируют специализированные холодильники сравнительно большой емкости (до 2000 т).

При проектировании фрукто- и овощехранилищ необходимо учитывать возможность совместного хранения продуктов различных видов. Емкость отдельных камер не рекомендуется делать больше 250 т. Камеры предварительного охлаждения целесообразно предусматривать только на заготовительных холодильниках для косточковых плодов и ягод. Остальные фрукты можно обрабатывать непосредственно в камерах хранения.

Действительную емкость камер хранения холодильников для фруктов определяют графически на основании схемы размещения грузовых пакетов по площади и по высоте камер.

Площадь камер холодильника определяют по условной емкости холодильника, исходя из нормы загрузки грузового объема 0.35 т/м³, а для камер с подвесными путями – 0,25 т на 1 м подвесного пути.

Планировку холодильника наиболее рационально вести по числу полученных при расчете строительных прямоугольников, образованных сеткой колонн. При планировке может оказаться, что расчетное число прямоугольников не обеспечивает удобного расположения камер, правильного сочетания площадей, отведенных для хранения мороженых и охлажденных грузов. В таком случае при планировке возможно отступление от расчетного числа прямоугольников (рассчитанной площади холодильника) в ту или другую сторону в разумных пределах.

После уточнения планировки определяют действительную условную емкость холодильника, а при необходимости – фактическую емкость каждой камеры для конкретного вида груза.

Порядок расчета следующий.

Рассчитывают грузовой объем камер хранения V_гр(в м³)

, (2.1)

где E–условная емкость холодильника, т;

g_v – норма загрузки т/м³.

В отдельных случаях, например, при расчете камер холодильника при молочном заводе, может возникнуть необходимость вести расчет по отдельным камерам. Грузовой объем камеры рассчитывают по той же формуле, но норму загрузки принимают для конкретного вида продукции (см. табл.2.3).

Определяют грузовую площадь камер F_гр (в м²), т. е. площадь, непосред­ственно занятую грузом,

, (2.2)

где h_гр – грузовая высота или высота штабеля, м.

Высота штабеля определяется строительной высотой камер холодильника (до выступающих частей покрытий или перекрытий) с учетом отступов от балок, потолочных приборов охлаждения или воздуховодов, а также с учетом способов укладки груза,

Минимальные отступы от безбалочных перекрытий, балок, потолочных батарей 0.2 м, от воздушных каналов – 0.3 м.

Высоту штабеля в одноэтажных холодильниках со строительной высотой 6 м согласно СНиП 11-105–74 следует принимать равной 5 м.

Проверяют нагрузку на 1 м² площади пола для многоэтажных холодильников и одноэтажных с подвалом. Полезная нормативная нагрузка междуэтажных перекрытий составляет 2000 – 4000 кг/м² в зависимости от принятой высоты этажа и характера груза. Для перекрытий над помещениями с подвесными путями следует учитывать дополнительную нагрузку 500 кг/м².

, (2.3)

где g_Fдоп–допустимая нагрузка на перекрытие, кг/м².

Определяют строительную площадь камер F_стр (в м²)

, (2.4)

где – коэффициент использования строительной площади камер, учитывающий проходы и проезды в камерах, отступы от стен, колонн, оборудования, расстояния между штабелями, площадь, занимаемую колоннами и оборудованием.

Значения коэффициента использования строительной площади приведены ниже в зависимости от площади камер (в м²).

До 100 0,70–0,75

От 100 до 400 0.75–0.80

Более 400 0,80–0,85

Легко установить, что проектирование большого числа камер небольшой площади приводит к значительному уменьшению емкости холодильника из-за нерационального использования площади.

Определяют число строительных прямоугольников

, (2.5)

где f– строительная площадь одного прямоугольника, определяемая выбранной сеткой колонн, м².

Составляют планировку холодильника с учетом необходимой площади на вспомогательные помещения, коридоры и охлаждаемые помещения, не учтенные в расчете (например, морозильные камеры на распределительных холодильниках и др.). Как было отмечено, по условиям планировки может оказаться целесообразным изменить число прямоугольников как в сторону некоторого увеличения так и в сторону уменьшения. В курсовых и дипломных проектах допустимо отклонение до 10 –15% от рассчитанной площади.

Если число прямоугольников, полученное при планировании, отличается от расчетного, определяют действительную уловную ёмкость холодильника, исходи из которой ведутся дальнейшие расчеты.

(2.6)

где – принятое число строительных прямоугольников.

Пример. Для примера рассчитаем площадь камеры для длительного хранения творога в брикетах по 0,5 кг. Потребная площадь камеры существенно зависит от метода укладки груза (в ящиках или пакетах).

Камера расположена в одноэтажном холодильнике, высота которого до балок покрытия 6 м, сетка колонн – 6 X 12 м.

Ёмкость камеры 250 т продукции брутто.

Расчет I. Брикеты хранятся в деревянных ящиках размером 440 X 310 X 250 мм по 8 ящиков по высоте. Высота штабеля 2,0 м. Норма загрузки 0,425 т/м³ (см. табл. 2.4). По формулам (2.1) – (2.6) имеем:

1. Грузовой объем камеры

2. Грузовая площадь камеры

3. Нагрузка на 1 м² площади пола камеры

,

т. е. меньше допустимой.

Для одноэтажного холодильника такую проверку можно не производить.

4. Строительная площадь камеры

5. Число строительных прямоугольников

6. В данном случае при планировке целесообразно принять6 прямоугольников (размеры камеры 24 X 18 м). Окончательное решение по размерам камер принимают при утверждении планировки после расчета площадей всех камер хранения и вспомогательных помещений.

7. Действительная емкость камеры

Расчет 2. Ящики с брикетами сформированы в пакеты. В каждом пакете 25 ящиков. Пакеты штабелируют в 4 яруса. Высота штабеля 3,45 м. Норма загрузки 0,416 т/м³. Коэффициент использования строительной площади камеры 0,7 (см. табл. 2.4),

По тем же формулам имеем:

1. Грузовой объем камеры

2. Грузовая площадь камеры

3. Нагрузку на пол не проверяют, так как она меньше допустимой.

4. Строительная площадь камеры

5. Число строительных прямоугольников

6. Принимаем камеру размером 4 строительных прямоугольника (24 x 12 м),

7. Действительная емкость камеры

.

Уравнения (2.1) – (2.4) могут быть решены совместно. Тогда строительную площадь F_стр (в м²) рассчитывают по формуле

,

где все обозначения те же, что в формулах (2.1) - (2,4).

Емкость камер, оборудованных подвесными путями, определяют по нагрузке 0.25 т на 1 м подвесного пути.

Строительную площадь камер охлаждения и замораживания мяса (в м²) можно определить по формуле

,

где М– сточная производительность камер охлаждения или замораживания, т;

Т–время полного оборота камеры, включая время на холодильную обработку, на загрузку, выгрузку камеры и оттаивание камерных приборов, ч;

H– норма нагрузки на I м подвесного пути, т/м;

К – коэффициент пересчета от нагрузки на 1 м подвесного пути к нагрузке на 1м² строительной площади; К=1.2.

Строительную площадь камер хранения охлажденного мяса F_стр (в м²) на подвесных путях определяют по формуле

где E – ёмкость камер единовременного хранения груза, т;

Н – норма нагрузки на 1 м подвесного пути, т/м;

K – коэффициент пересчета: К=1.2.

Коэффициент пересчета от нагрузки на подвесные пути к нагрузке на 1м² строительной площади принят по средней норме размещения 60 м подвесных путей в одном строительном прямоугольнике.

Затем определяют число строительных прямоугольников и, если оно изменилось по сравнению с расчетным, находят действительную ёмкость камеры по формулам (2.5) и (2.6). Следует иметь в виду, что изменение размеров камер замораживания и охлаждения нежелательно.

Пример. Определить строительную площадь камер замораживания мяса производительностью 150 т/сут.

По формуле (2.8) имеем

.

Число строительных прямоугольников

.

Целесообразно принять 5 камер замораживания по 3 строительных прямоугольника каждая. Вместимость каждой камеры будет не 30, а 45 т, что связано с временем оборота камеры, которое при температуре воздуха в камере –30° С и усиленной циркуляции воздуха составляет 36 ч.

Площади экспедиционно-сортировочных помещений F_стр (в м²) можно рассчитать по формуле

(2.10)

где – суточная выдача груза, т;

0.35– норма нагрузки на 1 м² строительной площади.

Предприятия торговли и общественного питания

Для предприятия торговли и общественного питания число камер и их площадь определяются характером и величиной предприятия.

При проектировании магазина составляют техническое задание, в котором указывают число рабочих мест или количество продаваемого продукта, а также площадь торгового зала. Примерно 30% оборудования торгового зала имеет охлаждающие устройства, поэтому при определении площади охлаждаемых камер в расчет принимают 30% площади торгового зала. Норма площади охлаждаемых камер (в м²), отнесенная к 10 м² площади торгового зала, составляет: для камер хранения мяса – 2.8; рыбы – 2.2; гастрономии – 2.8; вин, пива, безалкогольных напитков – 1.7; фруктов – 4.4; овощей – 2.2; молочных продуктов – 2.8.

Площадь охлаждаемой камеры должна быть не менее 6 м². Наименьший размер в плане 2.4 м.

Число камер определяется количеством отделов в магазине.

Площадь охлаждаемой камеры для кондитерских изделий принимают из расчета 1 м² на 18 м² площади торгового зала, занятой для продажи кондитерских изделий с кремом, если этот отдел занимает не менее 54 м² площади торгового зала.

В магазинах предусматривают также неохлаждаемые кладовые для продуктов всех видов, кроме мяса, и помещения для подготовки товаров при камерах хранения мяса и молочных продуктов.

Нормы площадей охлаждаемых камер приведены по СниП 11–Л.7- 70 «Магазины. Нормы проектирования».

На предприятиях общественного питания число и размеры камер определяются назначением предприятия и тем, что используется для приготовления блюд – сырьё или полуфабрикаты, а также числом посадочных мест (табл. 2.4).

Охлаждаемые камеры рекомендуется объединять общим тамбуром глубиной 1.6 м. Размер камер в плане не менее 2.1 х 2.4 м, высота не менее 2.4 м.

Пример 1. Определить число и размеры охлаждаемых камер продовольственного магазина с торговый залом площадью 400 м².

Площадь, занимаемую отделами, оборудованными охлаждающими устройствами, принимаем 30% от площади торгового зала, т.е. 120 м².

По отделам торгового зала (в м²) распределяется следующим образом:

Молочно-жировые продукты 40

Гастрономия 40

Мясо 25

Рыба 15

Таблица 2.4

Охлаждаемые камеры	Нормы площади (в м2) при количестве мест в залах
Столовые открытой сети общественного питания
Мясных и рыбных полуфабрикатов1 Овощных полуфабрикатов1 Фруктов, ягод, напитков, овощей Молочных продуктов, жиров, гастрономии Мяса2 Рыбы2 Пищевых отходов3	50	100	150	200	250	300	400	500
	6 9 7 –	7 5 9 10 –	9 6 10 10 8	11 8 11 12 8	6 8 10 14 15 8	6 10 11 16 14 5 10	6 15 13 20 20 6 10	7 19 16 24 23 6 10

продолжение

Столовые промышленных предприятий
Мясных, рыбных и овощных полуфабрикатов1 Фруктов, ягод, напитков, овощей Молочных продуктов, жиров, гастрономии Мяса, рыбы2 Пищевых отходов3	50	100	150	200	300	400	500	–
	8 –	5 6 6 –	6 6 7 –	6 5 8 8 8	8 7 10 11 8	9 8 11 13 10	12 9 13 14 10	– – – – –
Столовые высших учебных заведений
Мясных полуфабрикатов1 Рыбных полуфабрикатов1 Овощных полуфабрикатов1 Молочных продуктов, жиров, гастрономии Фруктов. ягод, напитков, овощей Мясо2 Рыбы2 Пищевых отходов3	300	400	500	600	700	800	900	1000
	8 7 5 5 13 8	9 8 6 6 15 8	11 10 7 8 18 8	14 12 8 10 21 8	14 4 12 10 12 24 10	16 5 13 11 13 26 10	18 6 15 12 15 22 6 10	18 6 16 13 15 23 7 10
Рестораны
Мясных и рыбных полуфабрикатов1 Овощных полуфабрикатов1 Молочных продуктов, жиров, гастрономии Фруктов, ягод, напитков, овощей Мяса2 Рыбы2 Пищевых отходов3	100	150	200	250	300	400	500	–
	5 7 11 9 7 8	5 8 13 11 10 8	5 8 15 13 15 8	6 9 18 15 18 8	6 11 22 18 19 8	7 15 27 21 19 5 8	9 18 31 27 25 6 8	– – – – – – –
Кафе общего типа
Мясных и рыбных полуфабрикатов Молочных продуктов, жиров, гастрономии Фруктов, ягод, напитков, овощей Пищевых отходов3	50	75	100	150	200	250	300	350
	9 –	11 –	8 6 –	9 6 –	10 7 8	5 6 8 8	5 7 9 8	5 11 10 8

¹ Камеры предусматривают только на предприятиях, работающих на полуфабрикатах;

² Камеры предусматривают только на предприятиях работающих на сырье;

³ В площадь камер пищевых отходов включены неохлаждаемые помещения площадью 4 м².

По норме на каждые 10 м² площади торгового зала приходится по 2,8 м² площади охлаждаемых камер для молочно-жировых продуктов, гастрономии и мяса, по 2,2 м² – для рыбы. Расчетная площадь камер (в м²) приведена ниже:

Молочно-жировые продукты 2,8х4 =11,2

Гастрономия 2,8х4 =11,2

Мясо 2,8х2,5 =7

Рыба 2,2х1,5 = 3,3

Минимальная площадь камеры допускается 6 м². Следовательно, делать отдельную камеру для рыбы нельзя, ее целесообразно объединить с камерой для мяса, что на предприятиях торговли допустимо.

В магазине будет три камеры: для молочно-жировых продуктов площадью 11,2 м², для гастрономических товаров площадью 11,2 м² и для мяса и рыбы площадью 10,3 м².

2. Определить число и размеры камер для столовой промышленного предприятия на 400 посадочных мест.

Число и размеры охлаждаемых камер для столовой такого типа принимаем по табл. 2.3 в зависимости от того, работает столовая на сырье или на полуфабрикатах.

Если столовая работает на полуфабрикатах, то должны быть предусмотрены камеры хранения:

для мясных, рыбных и овощных полуфабрикатов площадью 9 м²,

для фруктов, ягод, напитков и овощей площадью 8 м²,

для молочных продуктов, жиров, гастрономии площадью 11 м².

Кроме того, предусматривают камеру для хранения пищевых отходов площадью 10 м², в том числе неохлаждаемое помещение площадью 4 м².

Если же столовая работает на сырье, то вместо камеры для хранения мясных и рыбных полуфабрикатов, предусматривают камеру для хранения мяса и рыбы площадью 13 м².